前言

本专栏主要分享linux下并发编程相关知识，包括多进程，多线程，进程/线程间通信，并发同步控制，以及高并发下性能提升，请大家多多留言。

概述

在不同进程和程序间如何传递少量数据，且能阻塞形式使用，这就用到了管道。管道分为两种，无名管道和命名管道，因为子进程可以复制父进程的进程上下文，所以无名管道用在父子进程间，而命名管道在不同进程间通过路径名进行共享，更加通用。

原理介绍

命名管道是一种在进程间进行通信的机制，它可以用于在两个进程间进行数据传输。具体来说，命名管道是一种特殊类型的文件，它可以在不同的进程中被打开和读写，从而实现了进程间的通信。一般情况下，在Linux系统中，命名管道的创建和使用是通过C语言的相关API实现的。

建立管道文件后，可以在路径下看到，它的文件类型为 p ，说明它是管道文件。管道文件不同于一般文件的是，写时会阻塞，至到数据被读出，而在读时无数据的话会阻塞等待，直到有数据被写入。

通过系统命令也可以创建命名管道，如下：

[senllang@localhost pipetest]$ mkfifo /tmp/myfilo

[senllang@localhost pipetest]$ ll /tmp/

total 0

prw-r--r--. 1 senllang develops 0 Apr 8 15:52 myfilo

可以看到管道文件的类型为 p，我们打开两个终端进行读写测试。

终端一写入

[senllang@localhost pipetest]$ echo "hello" > /tmp/myfifo

因为没有读，此时会卡住

终端二读取

[senllang@localhost ~]$ cat /tmp/myfifo

hello

可以看到读出了hello，此时终端一也会解除阻塞。同样先读取也会阻塞，直到写入数据为至。

接口说明

（1）管道文件创建

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>



int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

通过传递路径pathname和mode权限来创建管道文件。

#include <fcntl.h>           /* Definition of AT_* constants */

#include <sys/stat.h>



int mkfifoat(int dirfd, const char *pathname, mode_t mode);

这是另一个版本，当pathname是相对路径时，创建路径是在dirfd指定的目录下。当dirfd为 AT_FDCWD时，用mkfifo效果一样。

（2）管道文件打开/读写/关闭

常用的文件操作 open/read/write/close

（3）删除管道文件

unlink(fd)

在用完管道时，需要删除管道文件，和删除文件类似。

代码演示

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int fd;
    char *myfifo = "/tmp/myfifo";
    char input[256];
    char output[256];

    /* create named pipe */
    mkfifo(myfifo, 0666);

    /* open named pipe for reading */
    fd = open(myfifo, O_RDWR);

    while(1) 
    {
      /* read input from named pipe */
      read(fd, input, 256);

      /* convert input to uppercase */
      int i;
      for (i = 0; input[i]; i++) 
      {
        output[i] = toupper(input[i]);
      }

      /* write output to named pipe */
      int len = i;
      write(fd, output, len);
    }

    /* close named pipe */
    close(fd);
    unlink(myfifo);

    return 0;
}

编译后运行，管道里的字符串被程序转为大写后又写入管道。